烏蘭察布馬鈴薯主栽品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及淀粉性狀比較分析

段曉潔，陳建保，郝伯為，苑智華，馮 光，劉海英，段偉偉

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

內(nèi)蒙古烏蘭察布市種植馬鈴薯有著悠久的歷史，被中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)馬鈴薯之都”稱號(hào)。馬鈴薯深加工產(chǎn)業(yè)的興起，加快了馬鈴薯更深入研究的步伐，使品種的利用方向更加明確，更加趨于專用化[1]。目前，烏蘭察布地區(qū)馬鈴薯品種研究缺少綜合的適宜性評(píng)價(jià)，對(duì)烏蘭察布市的馬鈴薯品種進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和淀粉性狀的研究，能滿足馬鈴薯加工企業(yè)不斷開(kāi)發(fā)的加工增值鏈條中的各個(gè)環(huán)節(jié)，為相關(guān)企業(yè)提供理論支撐[2]。

因此，選用烏蘭察布地區(qū)的10 個(gè)主栽品質(zhì)為試驗(yàn)材料，通過(guò)對(duì)不同品種的水分、干物質(zhì)、淀粉、還原糖、直鏈淀粉和支鏈淀粉、淀粉粒徑、淀粉黏度等研究分析，對(duì)馬鈴薯淀粉專用化提供理論依據(jù)，同時(shí)也促進(jìn)優(yōu)質(zhì)馬鈴薯加工型品種選育的發(fā)展，對(duì)于烏蘭察布地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均取自烏蘭察布市各旗縣地區(qū)，共10個(gè)馬鈴薯品種：中加2 號(hào)、希森6 號(hào)、克新33 號(hào)、莊薯2 號(hào)、G22、白226、V7、沃土5 號(hào)、雪川紅、烏克蘭紅。

1.2 試驗(yàn)儀器

紫外分光光度計(jì)（UV8100D）、粒度儀（BT-9300SE）、布拉班德黏度儀（Brabender GmbH & Co.KG）、pH 計(jì)（PB-10）、恒溫水浴鍋（DKS-14） 等。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 成分分析

水分含量的測(cè)定按照GB 5009.3—2016 直接干燥法進(jìn)行；干物質(zhì)含量的測(cè)定用水比重法測(cè)定干物質(zhì)含量；淀粉含量的測(cè)定按照GB 5009.9—2016 酸水解法進(jìn)行；還原糖含量的測(cè)定按照GB 5009.7—2016 直接滴定法進(jìn)行；直鏈淀粉、支鏈淀粉的測(cè)定采用雙波長(zhǎng)比色法。

1.3.2 馬鈴薯淀粉的物化特性分析

（1） 透光率的測(cè)定。配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉乳，置于95 ℃水浴鍋中20 min，不斷振蕩試管，淀粉充分糊化后，取出冷卻，于波長(zhǎng)620 nm 處測(cè)定其透光率。

（2） 凍融穩(wěn)定性的測(cè)定。配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的淀粉乳，置于95 ℃水浴鍋中15 min，不斷振蕩試管，淀粉充分糊化后，取出冷卻，放在-20 ℃冰箱中冷凍24 h，然后取出自然解凍，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心15 min，除去上清液，對(duì)下層的沉淀物質(zhì)量進(jìn)行稱量。

（3） 凝沉穩(wěn)定性的測(cè)定。配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的淀粉乳，置于90 ℃水浴鍋中糊化15 min，取出冷卻，取20 mL 倒入試管中，每隔2 h 記錄1 次上清液體積，共記錄12 h，計(jì)算上清液占總體積的百分比。

（4） 淀粉粒徑采用BT-9300S 型激光粒度分布儀測(cè)定。

（5） 淀粉黏度采用Brabender 黏度儀測(cè)定。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Micr0soft office 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì),以及DPS 軟件進(jìn)行方差分析等處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 成分分析

不同品種馬鈴薯的成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同品種馬鈴薯的成分分析結(jié)果/%

2.1.1 干物質(zhì)含量

在馬鈴薯的新鮮塊莖中，占比含量最高的是水分，其次是干物質(zhì)。由表1 可知，不同品種馬鈴薯的干物質(zhì)含量范圍為14.60% （莊薯2 號(hào)） ～20.87%（希森6 號(hào)），G22 的干物質(zhì)含量位居第二（20.67%）。

2.1.2 淀粉含量

淀粉是馬鈴薯塊莖干物質(zhì)的主要成分，占固形物總含量的70%左右。由表1 可知，不同品種馬鈴薯的淀粉含量范圍為8.79% （莊薯2 號(hào)） ～14.90%（G22），其中希森6 號(hào)、克新33 號(hào)的淀粉含量較高，為13.90%和14.39%。

2.1.3 還原糖含量

馬鈴薯干物質(zhì)的含量與還原糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。由表1 可知，不同品種馬鈴薯的還原糖含量范圍為0.08%（希森6 號(hào)） ～0.35%（莊薯2 號(hào)），沃土5 號(hào)的還原糖含量位居第二（0.31%）。

2.1.4 直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

不同品種馬鈴薯的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量分析見(jiàn)圖1。

圖1 不同品種馬鈴薯的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量分析

馬鈴薯淀粉中支鏈淀粉是主要的存在形式，為樹(shù)狀形態(tài)的多糖，而直鏈淀粉是由葡萄糖組成的線性聚合物，所占比例比支鏈淀粉低。由圖1 可知，白226 和V7 的直鏈淀粉含量較高，為31.65%和31.55%。希森6 號(hào)和烏克蘭紅的支鏈淀粉含量較高，為80.50%和83.61%。

2.2 馬鈴薯淀粉的物化特性分析

不同品種馬鈴薯淀粉的水分、透光率和析水率分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同品種馬鈴薯淀粉的水分、透光率和析水率分析結(jié)果/%

2.2.1 水分含量

水分含量對(duì)馬鈴薯淀粉顆粒的結(jié)晶度有較大的影響。由表2 可知，不同品種馬鈴薯淀粉糊的水分含量范圍為9.68% （中加2 號(hào)） ～12.37% （烏克蘭紅），其中希森6 號(hào)、烏克蘭紅的水分較高，為12.26%和12.37%。

2.2.2 透光率

透光率可以反映出馬鈴薯淀粉糊透明度的高低，以及與水結(jié)合能力的強(qiáng)弱。由表2 可知，不同品種馬鈴薯淀粉糊的透光率范圍為27.70%（G22） ～44.50%（烏克蘭紅），其中希森6 號(hào)、雪川紅、烏克蘭紅的透光率較高，為42.00%，42.83%和44.50%。

2.2.3 凍融穩(wěn)定性

析水率可以反映出馬鈴薯淀粉的凍融穩(wěn)定性的好壞，析水作用是指凝膠中的淀粉分子間相互作用力隨著冷凍時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，此時(shí)鏈淀粉分子會(huì)形成凝膠束，并將水分子從凝膠中擠出。因此，析水率越低則凍融穩(wěn)定性越好，反之則凍融穩(wěn)定性越差。由表2 可知，不同品種馬鈴薯淀粉糊的析水率范圍為25.57%（克新33 號(hào)） ～62.32%（沃土5 號(hào)），其中希森6 號(hào)、G22、V7 的也析水率較低，為39.47%，36.56%和36.31%。

2.2.4 沉凝性

不同品種馬鈴薯淀粉的沉凝性分析見(jiàn)圖2。

圖2 不同品種馬鈴薯淀粉的沉凝性分析

淀粉糊化的逆過(guò)程即淀粉糊的沉凝，淀粉糊經(jīng)靜置后會(huì)出現(xiàn)分層，上層析出水分的體積逐漸增多，這是因?yàn)榉肿渔溨g的束狀結(jié)構(gòu)通過(guò)氫鍵結(jié)合起來(lái)，使得淀粉的溶解度降低，且沉凝的速度和程度受直鏈淀粉和支鏈淀粉比例的影響。由圖2 可知，沃土5 號(hào)、烏克蘭紅、雪川紅的上清液體積較大，沉凝程度較高，上清液占總體積百分比達(dá)到76.33%，72.33%，69.67%。

2.2.5 淀粉粒徑分布

不同品種馬鈴薯淀粉的粒徑分布見(jiàn)表3。

表3 不同品種馬鈴薯淀粉的粒徑分布

由表3 可知，烏克蘭紅、希森6 號(hào)和雪川紅的峰值粒徑較大，分別為53.09 ，51.98，52.47 μm，且體積平均徑、面積平均徑也較大，但比表面積較小，但G22、克新33 號(hào)的峰值粒徑較小，分別為36.23，37.97 μm，且體積平均徑、面積平均徑也較小，但比表面積較大。

2.2.6 淀粉的糊化特性

不同品種馬鈴薯淀粉的黏度性質(zhì)見(jiàn)表4。

表4 不同品種馬鈴薯淀粉的黏度性質(zhì)

淀粉在整個(gè)糊化過(guò)程中，峰值黏度可以反映淀粉顆粒的溶脹程度，與淀粉顆粒粒徑有密切的關(guān)系。由表4 可知，烏克蘭紅、白226 和V7 峰值黏度較高，為2 237，2 027，2 090 mPa·s。

崩解值能反映高溫條件下淀粉糊的抗剪切能力，崩解值越大，抗剪切能力越弱。由表4 可知，V7 的崩解值最大（1 352 mPa·s），抗剪切能力較弱，希森6 號(hào)的崩解值最小（548 mPa·s），抗剪切能力較強(qiáng)。回生值則反映了淀粉的冷糊穩(wěn)定性和老化趨勢(shì)，回生值越小，穩(wěn)定性越好，越不易老化。由表可知，沃土5 號(hào)的回生值最小（370 mPa·s），烏克蘭紅的回生值最大（550 mPa·s）。

3 結(jié)論

試驗(yàn)中的10 種馬鈴薯中有8 種還原糖含量低于0.30%，且干物質(zhì)含量高于20%的品種，適合用來(lái)炸薯片；有2 種的還原糖含量低于0.5%，適合用來(lái)炸薯?xiàng)l[3-5]。而淀粉含量的高低影響著淀粉加工的效率，淀粉含量較高的品種，淀粉企業(yè)的使用空間更大[6]。馬鈴薯淀粉顆粒較大，淀粉粒徑?jīng)Q定了淀粉的應(yīng)用性能，淀粉粒徑大的品種，也往往有著更高的淀粉含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而淀粉粒徑小的品種，往往具有更高的穩(wěn)定性，更容易被人體吸收。

直鏈淀粉與支鏈淀粉含量比例的大小在一定程度上可以決定淀粉加工的品質(zhì)，直鏈淀粉含量較高的馬鈴薯品種，其糊化溫度和回升值也較高，支鏈淀粉含量較高的馬鈴薯品種，其峰值黏度和崩解值較高[7-8]。馬鈴薯淀粉糊透明度高與直鏈淀粉的含量有關(guān)，直鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)中有縮合的磷酸基及不具有脂肪酸，提升了光的透射量[9-11]。馬鈴薯淀粉的凍融穩(wěn)定性是決定制成速凍產(chǎn)品品質(zhì)好壞的重要理化性質(zhì)之一，凍融穩(wěn)定性越好，析水率越低，且淀粉越不容易老化，這樣的品種越具有冷凍加工和預(yù)制菜方向發(fā)展的潛力[12]。馬鈴薯淀粉的沉凝性是決定在酸、鹽、糖的淀粉糊中能否表現(xiàn)出良好的沉凝穩(wěn)定特性的重要理化性質(zhì)之一，對(duì)馬鈴薯加工有著重要的意義[13]。

初步篩選出3 個(gè)專用馬鈴薯加工品種，希森6 號(hào)、烏克蘭紅和G22 的干物質(zhì)含量較高，還原糖含量低，透光率、凍融穩(wěn)定性和沉凝性較高，且支鏈淀粉含量高，黏度性質(zhì)優(yōu)良，綜合表現(xiàn)突出，具有良好的推廣應(yīng)用前景。